Сложный раздражитель действует на один из органов чувств и имеет сложную структуру.
Например, запаховый след человека, словесная команда, поза и движение рукой при подаче жеста и другие сигналы, применяемые при дрессировке собаки, являются сложными, потому что они неоднородны по структуре и могут действовать в различных комбинациях своих компонентов.
На сложный раздражитель образуется сложный условный рефлекс в виде обобщенного ответного действия на все его компоненты и на каждый в отдельности.
Условный рефлекс может образоваться на одновременное действие всех компонентов или на их последовательную цепь.
При изменении компонентов, при выпадении или замене составных частей условного сигнала условный рефлекс не проявляется.